以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
図1は、撮像装置の一例であるカメラ10の模式的な断面図である。カメラ10は、レンズユニット20及びカメラボディ30を備える。カメラボディ30には、レンズユニット20が装着される。レンズユニット20は、その鏡筒内に、光軸22に沿って配列された光学系を備え、入射する被写体光束をカメラボディ30の撮像ユニット40へ導く。
本実施形態において、光軸22に沿う方向をz軸方向と定める。すなわち、撮像ユニット40が有する撮像チップ100へ被写体光束が入射する方向をz軸方向と定める。具体的には、被写体光束が入射する方向をz軸マイナス方向と定め、その反対方向をz軸プラス方向と定める。撮像チップ100の長手方向をx軸方向と定める。撮像チップ100の短手方向をy軸方向と定める。具体的には、x軸方向及びy軸方向は、図1に図示した方向に定められる。x軸、y軸、z軸は右手系の直交座標系である。なお、説明の都合上、z軸プラス方向を前方、前側、上方等と呼ぶ場合がある。また、z軸マイナス方向を後方、後側、下方等と呼ぶ場合がある。また、z軸プラス方向の位置からz軸マイナス方向に見た場合の図を上面図等と呼ぶ場合がある。また、z軸マイナス方向の位置からz軸プラス方向に見た場合の図を背面図等と呼ぶ場合がある。
カメラボディ30は、レンズマウント24に結合されるボディマウント26よりz軸マイナス方向の位置に、ミラーユニット31を有する。ミラーユニット31は、メインミラー32及びサブミラー33を含む。メインミラー32は、レンズユニット20が射出した被写体光束の光路中に進入した進入位置と、被写体光束の光路から退避した退避位置との間で回転可能に軸支される。サブミラー33は、メインミラー32に対して回転可能に軸支される。サブミラー33は、メインミラー32とともに進入位置に進入し、メインミラー32とともに退避位置に退避する。このように、ミラーユニット31は、被写体光束の光路中に進入した進入状態と、被写体光束から退避した退避状態とをとる。
ミラーユニット31が進入状態にある場合、メインミラー32に入射した被写体光束の一部は、メインミラー32に反射されてピント板80に導かれる。ピント板80は、撮像ユニット40が有する撮像チップ100の撮像面と共役な位置に配されて、レンズユニット20の光学系が形成した被写体像を可視化する。ピント板80に形成された被写体像は、ペンタプリズム82及びファインダ光学系84を通じてファインダ窓86から観察される。
ミラーユニット31が進入状態にある場合、メインミラー32に入射した被写体光束のうちメインミラー32で反射した被写体光束以外の光束は、サブミラー33に入射する。具体的には、メインミラー32はハーフミラー領域を有し、メインミラー32のハーフミラー領域を透過した被写体光束がサブミラー33に入射する。サブミラー33は、ハーフミラー領域から入射した光束を、結像光学系70に向かって反射する。結像光学系70は、入射光束を、焦点位置を検出するための焦点検出センサ72に導く。焦点検出センサ72は、焦点位置の検出結果をMPU51へ出力する。
ピント板80、ペンタプリズム82、メインミラー32、サブミラー33及びファインダ光学系84は、支持部材としてのミラーボックス60に支持される。ミラーユニット31が退避状態にあり、シャッタユニット38の先幕及び後幕が開状態となれば、レンズユニット20を透過する被写体光束は、撮像チップ100の撮像面に到達する。
撮像ユニット40のz軸マイナス方向の位置には、基板62及び表示部88が順次配置される。表示部88としては、例えば液晶パネル等を適用できる。表示部88の表示面は、カメラボディ30の背面に現れる。表示部88は、撮像チップ100からの出力信号から生成される画像を表示する。
基板62には、MPU51、ASIC52等の電子回路が実装される。MPU51は、カメラ10の全体の制御を担う。撮像チップ100からの出力信号は、フレキシブルプリント基板等を介してASIC52へ出力される。ASIC52は、撮像チップ100から出力された出力信号を処理する。
ASIC52は、撮像チップ100からの出力信号に基づいて、表示用の画像データを生成する。表示部88は、ASIC52が生成した表示用の画像データに基づいて画像を表示する。ASIC52は、撮像チップ100からの出力信号に基づいて、記録用の画像データを生成する。ASIC52は、撮像チップの出力信号に対して例えば画像処理や圧縮処理を施すことで記録用の画像データを生成する。ASIC52が生成した記録用の画像データは、カメラボディ30に装着された記録媒体に記録される。記録媒体は、カメラボディ30に着脱可能に構成されている。
図2は、第1実施例に係るフレーム140を有する撮像ユニット40を模式的に示す上面図である。図3は、フレーム140を模式的に示す図である。図3(a)は、フレーム140を模式的に示す上面図である。図3(b)は、フレーム140を模式的に示す背面図である。図4は、図2のA−A断面を模式的に示す断面図である。図5は、図4のC部を拡大して示す断面図である。
撮像ユニット40は、撮像チップ100と、実装基板120と、フレーム140と、カバーガラス160とを含んで構成される。撮像チップ100は、CMOSイメージセンサやCCDイメージセンサである。撮像チップ100は、撮像領域101と周辺領域102とを含んで構成される。撮像領域101は、撮像チップ100の中央部分に形成される。撮像チップ100の撮像領域101には、被写体光を光電変換する複数の光電変換素子で撮像面が形成されている。撮像チップ100の周辺領域102は、撮像領域101の周辺に位置する。撮像チップ100の周辺領域102には、光電変換素子における光電変換によって得られた画素信号を読み出して信号処理を行う処理回路を有する。処理回路は、出力された画素信号をデジタル信号に変換するAD変換回路を含む。
撮像チップ100は、xy平面において長方形の形状を持つ。撮像チップ100は、第1短辺105a及び第2短辺105bと、第1長辺106a及び第2長辺106bとを有する。第1短辺105aは、第2短辺105bよりx軸プラス方向に位置する。第1長辺106aは、第2長辺106bよりy軸プラス方向に位置する。
撮像チップ100は、実装基板120に実装される。撮像チップ100は、実装基板120に例えばフリップチップ実装で実装される。撮像チップ100は、ボンディングワイヤ110を介して実装基板120と電気的に接続される。撮像チップ100のAD変換回路でデジタル信号に変換された画素信号は、ボンディングワイヤ110を介して実装基板120に出力される。撮像チップ100は、実装基板120に接着剤で接着される。撮像チップ100は、フレーム140の開口部138に収容されている。フレーム140は、撮像チップ100を環囲する環囲部材の一例である。
実装基板120は、撮像チップ100を実装する。実装基板120は、第1層121と、芯層207と、第2層122とを含む。第1層121は、ソルダレジスト層201と、配線層202と、絶縁層203と、配線層204と、絶縁層205とを含む。第2層122は、絶縁層215と、配線層214と、絶縁層213と、配線層212と、ソルダレジスト層211とを含む。実装基板120は、芯層207をコア層として有する多層コア基板である。
実装基板120において、光軸22に沿って、撮像チップ100、ソルダレジスト層201、配線層202、絶縁層203、配線層204、絶縁層205、芯層207、絶縁層215、配線層214、絶縁層213、配線層212、ソルダレジスト層211の順で配されている。
絶縁層203、絶縁層205、絶縁層215及び絶縁層213は、例えば樹脂層である。絶縁層203、絶縁層205、絶縁層215及び絶縁層213それぞれの厚みは、20μm〜50μmである。なお、厚みとは、z軸方向における長さである。
配線層202、配線層204、配線層214及び配線層212は、配線パターンを含む。配線層202、配線層204、配線層214及び配線層212の材料として、ニッケルと鉄の合金(例えば42alloy、56alloy)、銅、アルミニウム等を用いることができる。配線層202、配線層204、配線層214及び配線層212が有する配線パターンそれぞれの厚みは、10μmから50μm程度である。
芯層207は、金属で形成される。芯層207を金属で形成する場合、芯層207の材料として例えばニッケルと鉄の合金(例えば42alloy、56alloy)、銅、アルミニウム等を用いてよい。芯層207の厚みは、配線層202、配線層204、配線層214及び配線層212のいずれの配線層の厚みより厚い。芯層207の厚みは、絶縁層203、絶縁層205、絶縁層215及び絶縁層213のいずれの絶縁層の厚みより厚い。具体的には、芯層207の厚みは、0.1mmから0.8mm程度である。芯層207の剛性は、配線層202、配線層204、配線層214及び配線層212のいずれの配線層の剛性よりも高い。芯層207の剛性は、第1層121の剛性より高くてもよい。芯層207の剛性は、第2層122の剛性より高くてもよい。
なお、芯層207は樹脂で形成されてもよい。芯層207を樹脂で形成する場合、芯層207は、例えばFR4、FR4より弾性率の高い材料を用いて形成されてよい。芯層207は樹脂で形成する場合、芯層207はz軸方向において配線層に挟まれる。例えば、芯層207は樹脂で形成する場合、光軸22に沿って、撮像チップ100、ソルダレジスト層201、配線層202、絶縁層203、配線層204、芯層207、配線層214、絶縁層213、配線層212、ソルダレジスト層211の順で配されてよい。2層の配線層を追加で配する場合は、配線層204と芯層207との間に、配線層204に接触する追加の絶縁層と芯層207に接触する追加の配線層とが光軸22に沿って順で配され、芯層207と配線層214との間に、芯層207に接触する追加の配線層と、配線層214に接触する追加の絶縁層とを光軸22に沿って順に配される。
このように、実装基板120は、金属コアまたは樹脂コアを有する多層コア基板である。実装基板120の厚みは、全体として0.3mmから1.0mm程度であってよい。
配線層202の少なくとも一部は、撮像チップ100からボンディングワイヤ110を介して出力された画素信号を受け取る配線パターンに使用される。配線層202は、ボンディングワイヤ110が接続されるボンディングパッド240を含む。
配線層204に含まれる配線パターン及び配線層214に含まれる配線パターンは、例えば、グランドライン、電源ライン等に使用できる。
撮像チップ100は、ソルダレジスト層201上に実装される。撮像チップ100は、ボンディングワイヤ110によってボンディングパッド240に電気的に接続される。ボンディングパッド240と配線層212とは、第1層121及び芯層207を貫通するビア131によって電気的に接続されている。ビア131は、絶縁体132により覆われている。撮像チップ100から出力された画素信号は、配線層202及びビア131を介して、配線層212に伝送される。
ソルダレジスト層211上には、電子部品180が設けられる。すなわち、電子部品180は、実装基板120において撮像チップ100が実装された第1主面111とは反対側の第2主面112に実装される。電子部品180は、例えばコネクタ、キャパシタ、抵抗、レギュレータ、トランジスタ等を含む。電子部品180の一部の部品は、撮像チップ100に電力を供給する電源回路等を構成する。
電子部品180の一部としてのコネクタは、例えばフレキシブル基板が接続される。電子部品180の一部としてのコネクタは、配線層212に接続され、配線層212に伝送された画素信号は、コネクタ及びフレキシブル基板を介して、ASIC52等の外部の電子回路へ伝送される。
電子部品180と配線層212とは、リード部材によって電気的に接続される。電子部品180のリード部材は、配線層212にはんだ等で固定されている。配線層212の一部は、ソルダレジスト層211に形成された開口から外部に露出して、ランド等の電極を提供する。
撮像チップ100は、実装基板120にCOB(Chip On Board)実装されている。撮像チップ100は、実装基板120に例えば接着部551で接着されることで実装されている。具体的には、撮像チップ100は、実装基板120のソルダレジスト層201に接着部551で接着されている。接着部551は、例えば接着剤により形成される。具体的には、接着部551は、熱硬化性接着剤を熱硬化させることで形成される。撮像チップ100は、撮像チップ実装工程を経ることにより、実装基板120に実装される。撮像チップ実装工程において、撮像チップ100を実装基板120に実装する場合に、実装基板120が加熱される。撮像チップ100は、加熱された実装基板120に熱圧着によって実装される。
ボンディングワイヤ110は、撮像チップ100及びボンディングパッド240に実装される。ボンディングワイヤ110は、ワイヤボンディング工程(ボンディングワイヤ実装工程)を経ることにより、撮像チップ100とボンディングパッド240とを電気的に接続する。ワイヤボンディング工程において、ボンディングワイヤ110をボンディングパッド240に実装する場合に、ボンディングパッド240が加熱され、ボンディングワイヤ110は、加熱されたボンディングパッド240に、熱圧着によって実装される。ワイヤボンディング工程において、ボンディングワイヤ110は、超音波圧着によってボンディングパッド240に実装されてもよい。
フレーム140は、実装基板120に接着部552で接着される。具体的には、フレーム140は、実装基板120のソルダレジスト層201に、接着部552により接着されている。接着部552は、例えば接着剤により形成される。具体的には、接着部552は、熱硬化性接着剤を熱硬化させることで形成される。接着部552は、熱硬化性接着剤を熱硬化させることで形成される。フレーム実装工程において、フレーム140は、実装基板120に実装される。フレーム実装工程において、フレーム140を実装基板120に実装する場合に、フレーム140が加熱され、フレーム140は、加熱された実装基板120に、熱圧着によって実装される。
フレーム140は、第1面141と、第2面142と、第3面143と、第4面144と、第5面145と、第6面146とを有する。第6面146は、開口部138を形成する。第6面146は、フレーム140の内壁面を形成する。開口部138は、例えばxy面内の中央部分に形成される。
第1面141は、カバーガラス160と接着部553により接着される面である。第1面141は、第6面146の端部に接する面である。第1面141は、第6面146の外縁に沿って形成される。第1面141は、xy平面と略平行な面である。
第2面142は、第1面141の端部に接する面である。第2面142は、第1面141の外縁に沿って形成される面である。第2面142は、yz平面に略平行な面と、xz平面に略平行な面とを有する。
第3面143は、第2面142の端部に接する面である。第3面143は、xy平面と略平行な面であり、第1面141と略平行な面である。
第4面144は、第3面143の端部に接する面である。第4面144は、第3面143の外縁に沿って形成される面である。第4面144は、yz平面に略平行な面と、xz平面に略平行な面とを有する。
第5面145は、第4面144の端部に接する面である。第5面145は、第4面144の外縁に沿って形成される面である。第5面145は、xy平面と略平行な面である。第5面145は、第1面141及び第3面143と略平行な面である。第5面145は、実装基板120のソルダレジスト層201と接着部552により接着される面である。第5面145は、接着部552に面する。第5面145は、第6面146の端部に接する面である。第5面145は、第6面146の外縁に沿って形成される。
フレーム140は、第1面141と第2面142と第3面143とにより形成された段部を有する。フレーム140は、取付部として取付穴148を有する。フレーム140は、例えば3つの取付穴148を有する。3つの取付穴148はいずれも第3面143から第5面145までを貫通する穴である。3つの取付穴148はいずれも、撮像ユニット40をミラーボックス60等の他の構造体に取り付けるために利用される。
フレーム140は、3つの取付穴148を介して、ビスでビス止めされることで、ブラケット150に固定される。ブラケット150は、例えばビス止めされることでミラーボックス60に固定される。よって、撮像ユニット40は、ミラーボックス60に固定される。
取付穴148を用いてフレーム140とブラケット150とを例えば金属のビスでビス止めした場合、撮像チップ100が動作している場合に生じた熱を、ビスを介してミラーボックス60の方へ熱を逃がすための伝熱経路を形成することができる。
フレーム140は、位置決め穴147を有する。フレーム140は、例えば2つの位置決め穴147を有する。2つの位置決め穴147はいずれも第3面143から第5面145までを貫通する穴である。位置決め穴147はいずれも、撮像ユニット40に対して撮像ユニット40を位置決めするために利用される。2つの位置決め穴147のうち、一方の位置決め穴は嵌合穴で形成され、他方の位置決め穴147は長穴で形成されている。
フレーム140は、2つの位置決め穴147を用いてブラケット150に対して位置決めされる。例えばブラケット150に設けられた2つの位置決めピンが2つの位置決め穴147に挿入されることで、フレーム140とブラケット150とが位置決めされる。フレーム140は、ブラケット150に対して位置決めされた状態で固定される。よって、撮像ユニット40は、ミラーボックス60に位置決めされた状態で固定される。なお、フレーム140及びブラケット150は、ミラーボックス60以外の他の構造体に対して固定されてよい。
なお、撮像ユニット40は、ブラケット150を介さずにミラーボックス60に固定されてもよい。撮像ユニット40は、3つの取付穴148を介して例えばビス止めされることで、ミラーボックス60に固定されてよい。
カバーガラス160は、撮像チップ100を封止するために用いられる。カバーガラス160は、フレーム140の開口部138を覆うようにフレーム140に固定される。カバーガラス160は、フレーム140及び実装基板120とともに開口部138を密封空間とする。
カバーガラス160は、接着部553によりフレーム140と接着される。接着部553は、接着剤により形成される。具体的には、接着部552は、光硬化型接着剤を硬化させることで形成される。例えば、接着部553は、紫外線硬化型接着剤を紫外線で硬化させることで形成される。カバーガラス160の材料として、ホウケイ酸ガラス、石英ガラス、無アルカリガラス、耐熱ガラス等を用いることができる。カバーガラス160は、透光性を有している。カバーガラス160の厚みは、0.5mmから0.8mmである。
カバーガラス160は、撮像チップ100、ボンディングワイヤ110及びフレーム140が実装基板120に実装された後に、フレーム140に固定される。カバーガラス160は透光性を有するので、カバーガラス160とフレーム140との間を、光硬化型接着剤を用いて接着することができる。なお、カバーガラス160は、透光性部材の一例である。透光性部材としては、ガラスの他に水晶等を適用できる。
このように、実装基板120とフレーム140とカバーガラス160とによって、密封空間が形成される。撮像チップ100は、実装基板120とフレーム140とカバーガラス160とによって形成される密封空間内に配置されている。これにより、撮像チップ100が外部環境の影響を受けにくくなる。例えば、撮像チップ100が密封空間外に存在する水分の影響を受けにくくなる。そのため、撮像チップ100の劣化を防止できる。
フレーム140は、第1フレーム部210と、第2フレーム部220とを有する。第1フレーム部210は、第1主面311と、第2主面312と、内側面314と、外側面313とを有する。第2フレーム部220は、第1主面321と、第2主面322と、内側面324と、外側面323とを有する。第1主面311、第2主面312、第1主面321及び第2主面312は、xy平面に略平行な面である。
第1フレーム部210の第1主面311は、一部が第2フレーム部220と接する。第2主面312は、一部が実装基板120と接する。内側面314及び外側面313は、第1主面311と第2主面312との間の面である。内側面314は、撮像チップ100を環囲する、第1フレーム部210の内縁部を形成する。外側面313は、内側面314より外側に位置する。外側面313は、第1フレーム部210の外縁部を形成する。内側面314は、yz平面に略平行な面と、xz平面に略平行な面とを有する。外側面313は、yz平面に略平行な面と、xz平面に略平行な面とを有する。
第2フレーム部220の第1主面321は、一部がカバーガラス160と接する。第2主面322は、一部が第1フレーム部210と接する。第2主面322は、一部が第1フレーム部210の第1主面321と接する。内側面324及び外側面323は、第1主面321と第2主面322との間の面である。内側面324は、撮像チップ100を環囲する、第2フレーム部220の内縁部を形成する。外側面323は、内側面324より外側に位置する。外側面323は、第2フレーム部220の外縁部を形成する。内側面324は、yz平面に略平行な面と、xz平面に略平行な面とを有する。外側面323は、yz平面に略平行な面と、xz平面に略平行な面とを有する。
第2フレーム部220の第1主面321は、フレーム140の第1面141を提供する。第2フレーム部220の外側面323は、フレーム140の第2面142を提供する。第1フレーム部210の第1主面311の一部は、フレーム140の第3面143を提供する。第1フレーム部210の外側面313は、フレーム140の第4面144を提供する。第1フレーム部210の第2主面312は、フレーム140の第5面145を提供する。第1フレーム部210の内側面314、第2フレーム部220第2主面322の一部及び第2フレーム部220の内側面324は、フレーム140の第6面146を提供する。
第2フレーム部220を形成する材料は、第1フレーム部210を形成する材料とは異なる。第2フレーム部220を形成する材料の熱膨張率は、第1フレーム部210を形成する材料の熱膨張率とは異なる。本実施形態において、第2フレーム部220は、樹脂で形成される。第1フレーム部210は、金属で形成される。第1フレーム部210を形成する材料は、ニッケルと鉄の合金(例えば42alloy、56alloy)、銅、アルミニウム等であってよい。フレーム140は、第1フレーム部210を形成する材料と第2フレーム部220を形成する材料がインサート成型されることにより、形成される。なお、フレーム140はアウトサート成型によって形成されてよい。フレーム140を形成する方法はインサート成形やアウトサート成形に限られず、様々な工法を適用できる。
第1フレーム部210は、第1主面311に、突部400a及び突部400bを有する。突部400a及び突部400bは、xy面内を延伸する。突部400a及び突部400bは、第1フレーム部210を製造する工程において、第1フレーム部210を形成する材料を半押し加工することによって、形成される。第2フレーム部220は、突部400aの上面410a及び突部400bの上面410bに少なくとも接して設けられる。
突部400aの上面410aの反対側の下面420aは、第1フレーム部210の第2主面312から離間している。突部400bの上面410bの反対側の下面420bは、第1フレーム部210の第2主面312から離間している。具体的には、下面420a及び下面420bは、第1フレーム部210の第2主面312よりz軸プラス方向に位置している。このように、第1フレーム部210の第1主面311には凸部が形成され、第2主面312には、第1主面311の凸部のz軸マイナス方向の位置に、凸部に対応する凹部が形成されている。
第1フレーム部210の内側面314は、撮像チップ100を環囲する内縁部305a、内縁部305b、内縁部306a及び内縁部306bを提供する。第1フレーム部210の外側面313は、内縁部305b、内縁部306a及び内縁部306bより外側の、外縁部307a、外縁部307b、外縁部308a及び外縁部308bを提供する。
第1フレーム部210は、第1部分301a及び第1部分301bと、第2部分302a及び第2部分302bとを有する。第1部分301a、第1部分301b、第2部分302a及び第2部分302bは、矩形の枠体を形成する。第1部分301aは、内縁部305aと外縁部307aとの間の部分である。第1部分301bは、内縁部305bと外縁部307bとの間の部分である。第2部分302aは、内縁部306aと外縁部308aとの間の部分である。第2部分302bは、内縁部306bと外縁部308bとの間の部分である。
内縁部305a、内縁部305b、内縁部306a及び内縁部306bは、xy平面に平行な面において矩形を形成する。内縁部305aは、内縁部305bと略平行であり、内縁部305bよりx軸プラス方向に位置する。内縁部306aは、内縁部306bと略平行であり、内縁部306bよりy軸プラス方向に位置する。
また、内縁部305a及び内縁部305bは、第1短辺105aに略平行である。内縁部306a及び内縁部306bは、第1長辺106aに略平行である。内縁部305aの長さ及び内縁部305bの長さは、内縁部306aの長さより短い。内縁部305aの長さ及び内縁部305bの長さは、内縁部306bの長さより短い。
なお、第1部分301aは、外側面313においてyz平面に平行な面のうちx軸プラス側の面と、内側面314においてyz平面に平行な面のうちx軸プラス側の面との間の部分である。第1部分301bは、外側面313においてyz平面に平行な面のうちx軸マイナス側の面と、内側面314においてyz平面に平行な面のうちx軸マイナス側の面との間の部分である。
また、第2部分302aは、外側面313におけるxz平面に平行な面のうちy軸プラス側の面と、内側面314におけるxz平面に平行な面のうちy軸プラス側の面との間の部分である。第2部分302aは、外側面313におけるxz平面に平行な面のうちy軸マイナス側の面と、内側面314におけるxz平面に平行な面のうちy軸マイナス側の面との間の部分である。
本実施形態の説明において、第1部分301a、第1部分301b、第2部分302a及び第1部分301bの幅を、内縁部から外縁部に向かう方向の長さで表すこととする。本実施形態で設定した座標軸でいうと、第1部分301aの幅及び第1部分301bの幅は、x軸に沿う方向の長さで表される。第2部分302a及び第2部分302bの幅は、y軸に沿う方向の長さで表される。
この場合、第1部分301aの幅は、第1部分301bの幅と略同一である。第2部分302aの幅は、第2部分302bの幅と略同一である。第1部分301aの幅及び第1部分301bの幅は、第2部分302aの幅より小さい。第1部分301aの幅及び第1部分301bの幅は、第2部分302bの幅より小さい。
ここで、突部400aは、第1部分301aに設けられる。突部400bは、第1部分301bに設けられる。第2部分302a及び第2部分302bには、突部400a及び突部400bと同様の突部は設けられていない。このように、第1フレーム部210は、幅が小さい第1部分301a及び第1部分301bに、突部が設けられている。すなわち、第1フレーム部210のうち外力に対して変形し易い部分に、突部が設けられている。
突部400a及び突部400bは、xy平面に沿う方向に延伸する。具体的には、突部400aは、内縁部305aに沿って延伸する。そのため、第1部分301aをyz面内で凸形または凹形に変形させる応力に対する強度が高まる。また、第1部分301bをyz面内で凸形または凹形に変形させる曲げ応力に対する強度が高まる。このため、第1フレーム部210に生じるz軸方向の反りを抑制できる。また、フレーム140の反りを抑制できる。また、実装基板120の反りも抑制できる。
例えば、第1フレーム部210の熱膨張率と第2フレーム部220の熱膨張率とが異なる場合、第1フレーム部210と第2フレーム部220との間で、温度変化によって生じるxy面内における膨張率または収縮率に差が生じる場合がある。膨張率または収縮率に差があると、第1フレーム部210は、第2フレーム部220と接した面で第2フレーム部220に引っ張られて、第1フレーム部210に反りが生じる場合がある。その結果、フレーム140全体に、反りが生じる場合がある。例えば、フレーム140の製造工程、撮像チップ100、電子部品180、カバーガラス160等の実装工程やその後の冷却過程における温度変化によって、フレーム140に反りが生じる場合がある。また、フレーム140に生じた反りに応じて、実装基板120に反りが生じる場合がある。
しかし、本実施形態のフレーム140によれば、第1フレーム部210に突部400a及び突部400bが形成されているので、第1フレーム部210の強度を高めることができる。そのため、第1フレーム部210に生じる反り等の変形を抑制できる。
図6は、図2のB−B断面を模式的に示す断面図である。図6及び図3(b)に示されるように、第1フレーム部210は、貫通穴610aと、貫通穴610bと、貫通穴610cと、貫通穴610dと、貫通穴610eと、貫通穴610fとを有する。第2フレーム部220は、貫通部620aと、貫通部620bと、貫通部620cと、貫通部620dと、貫通部620eと、貫通部620fとを有する。
貫通穴610a、貫通穴610c及び貫通穴610eは、第2部分302aに設けられる。貫通穴610b、貫通穴610d及び貫通穴610fは、第2部分302bに設けられる。貫通穴610a、貫通穴610c及び貫通穴610eは、内縁部306aに沿って形成される。貫通穴610b、貫通穴610d及び貫通穴610fは、内縁部306bに沿って形成される。
貫通穴610a及び貫通穴610bは、それぞれ第1フレーム部210の第1主面311から第2主面312まで達する。貫通穴610c、貫通穴610d、貫通穴610e及び貫通穴610fも同様に、それぞれ第1フレーム部210の第1主面311から第2主面312まで達する。
貫通部620aは、貫通穴610aを満たすように形成される。貫通部620bは、貫通穴610bを満たすように形成される。貫通部620cは、貫通穴610cを満たすように形成される。貫通部620dは、貫通穴610dを満たすように形成される。貫通部620eは、貫通穴610eを満たすように形成される。貫通部620fは、貫通穴610fを満たすように形成される。貫通部620a、貫通部620b、貫通部620c、貫通部620d、貫通部620e及び貫通部620fは、実装基板120の第1層121まで達する。このように、貫通部620a、貫通部620c及び貫通部620eは、第2部分302aにおいて第1主面311から第2主面312まで貫通するように設けられる。貫通部620b、貫通部620d及び貫通部620fは、第2部分302bにおいて第1主面311から第2主面312まで貫通するように設けられる。
このように、第1フレーム部210が、内縁部より外側に、貫通穴610a、貫通穴610b、貫通穴610c、貫通穴610d、貫通穴610e及び貫通穴610fを有し、第2フレーム部220が、第1フレーム部210の内縁部より外側に、貫通部620a、貫通部620b、貫通部620c、貫通部620d、貫通部620e及び貫通部620fを有する。そのため、第2フレーム部220と第1フレーム部210とを強く密着することができる。また、第2フレーム部220が第1フレーム部210から剥がれにくくなる。また、第2フレーム部220と実装基板120との間の接触面積が増大する。そのため、フレーム140と実装基板120との間の接着性も高まる。また、第1フレーム部210の変形を低減でき、第1フレーム部210の反りを低減できる場合がある。
図7は、第2実施例に係るフレーム740を模式的に示す背面図である。フレーム740は、第1フレーム部210の変形例としての第1フレーム部710を有する。第1フレーム部710は、フレーム140が備える構成要素に加えて、突部400c及び突部400dを更に備える。この点を除いて、フレーム740は、フレーム140が備える構成と略同様の構成を有する。
突部400cは、内縁部306aに沿って設けられる。突部400dは、内縁部306bに沿って設けられる。このように、突部は、第1フレーム部210が有する矩形の内縁部に沿って設けられる。すなわち、第1フレーム部210が撮像チップ100を環囲する矩形の内形を形成する4つの内縁部に沿って、撮像チップ100を囲うように突部が設けられる。これにより、フレーム140に生じる反りをより抑制できる。
なお、第1実施例に係るフレーム140及び第2実施例に係るフレーム740において、第2フレーム部220が6個の貫通部を有する形態を説明した。しかし、第2フレーム部220が有する貫通部の数は6に限られない。第2フレーム部220は1個以上の任意の数の貫通部を有してよい。第2フレーム部220に貫通部を設ける場合、第1フレーム部210の第2部分302a及び第2部分302bにそれぞれ1個以上の貫通部を設けることが好ましい。また、貫通部を設ける位置は、図3等で示した位置に限られない。しかし、xy平面内における貫通部の位置は、光軸22について点対称であることが好ましい。なお、貫通部620a、貫通部620b、貫通部620c、貫通部620d、貫通部620e及び貫通部620fを設けない構成を適用してよい。
図8は、第3実施例に係るフレーム840を備える撮像ユニット890を模式的に示す断面図である。フレーム840は、第2フレーム部220の変形例としての第2フレーム部820を有する。図8は、撮像ユニット890を図2のA−A断面に対応する断面で切断した場合の断面図である。ここでは、撮像ユニット890と撮像ユニット40との相違点を主として説明する。撮像ユニット890が備える構成要素のうち、撮像ユニット40が備える構成と同様の構成を有する構成要素には同じ符号を付して、その説明を省略する場合がある。
第2フレーム部820が第1フレーム部210の第1部分301aと接しているx軸方向の幅は、フレーム140において第2フレーム部220が第1部分301aと接しているx軸方向の幅より小さい。また、第2フレーム部820が第1フレーム部210の第1部分301bと接しているx軸方向の幅は、フレーム140において第2フレーム部220が第1部分301bと接しているx軸方向の幅より小さい。
第2フレーム部820のx軸方向の幅は、カバーガラス160のx軸方向の幅と同程度である。第2フレーム部820のx軸方向の幅は、カバーガラス160のx軸方向の幅と実質的に同じであってよい。第2フレーム部820とカバーガラス160との組み付けを考慮して、第2フレーム部820のx軸方向の幅に多少の遊びをもたせ、第2フレーム部820のx軸方向の幅は、カバーガラス160のx軸方向の幅よりわずかに長くしてよい。なお、カバーガラス160を第2フレーム部820に接着できるよう、カバーガラス160と第2フレーム部820とが接する部分の面積を、予め定められた値以上にする必要がある。したがって、カバーガラス160と第2フレーム部820とが接するx軸方向の幅を、カバーガラス160を第2フレーム部820に接着するために必要な予め定められた下限値以上にすることが好ましい。カバーガラス160と第2フレーム部820とが接するx軸方向の幅が当該下限値になるまで、第2フレーム部820のx軸方向の幅を小さくしてよい。
フレーム840によれば、第2フレーム部820が第1部分301a及び第1部分301bと接しているx軸方向の幅が小さいので、第2フレーム部820が第1フレーム部210に与える応力を低減することができる。そのため、第1フレーム部210の反りをより抑制できる。
なお、第3実施例においては、第2フレーム部820が第1部分301aと接しているx軸方向の幅は、第2フレーム部820が第2部分302aと接しているy軸方向の幅より小さい。また、第2フレーム部820が第1部分301aと接しているx軸方向の幅は、第2フレーム部820が第2部分302bと接しているy軸方向の幅より小さい。同様に、第2フレーム部820が第1部分301bと接しているx軸方向の幅は、第2フレーム部820が第2部分302aと接しているy軸方向の幅より小さい。また、第2フレーム部820が第1部分301bと接しているx軸方向の幅は、第2フレーム部820が第2部分302bと接しているy軸方向の幅より小さい。このように、第1フレーム部210の第2部分302a及び第2部分302bと第2フレーム部820とが接しているy方向の幅を長くしているので、第2フレーム部820と第1フレーム部210との密着性を確保できる。なお、第2部分302a及び第2部分302bのy方向の幅は、第1部分301a及び第1部分301bのx方向の幅より長いので、第2部分302a及び第2部分302bの反りに対する強度は、第1部分301a及び第1部分301bの反りに対する強度より高い。そのため、第2部分302a及び第2部分302bと第2フレーム部820とが接しているy方向の幅を長くしても、yz面内で大きな反りが生じることは抑制できる。
なお、第2フレーム部820の変形例として、第2フレーム部820が第2部分302aと接しているy軸方向の幅を、第2フレーム部820が第1部分301aと接しているx軸方向の幅と略同一の幅まで小さくしてもよい。また、第2フレーム部820が第2部分302bと接しているy軸方向の幅を、第2フレーム部820が第1部分301aと接しているx軸方向の幅と略同一の幅まで小さくしてもよい。同様に、第2フレーム部820が第2部分302aと接しているy軸方向の幅を、第2フレーム部820が第1部分301bと接しているx軸方向の幅と略同一の幅まで小さくしてもよい。また、第2フレーム部820が第2部分302bと接しているy軸方向の幅を、第2フレーム部820が第1部分301bと接しているx軸方向の幅と略同一の幅まで小さくしてもよい。
なお、以上に説明したフレーム840において、突部400a及び突部400bを有さない構成を採用してもよい。
図9は、第4実施例に係るフレーム940を備える撮像ユニット990を模式的に示す断面図である。フレーム940は、第1フレーム部210の変形例としての第1フレーム部910と、第2フレーム部220の変形例としての第2フレーム部920とを有する。図9は、撮像ユニット990を図2のA−A断面に対応する断面で切断した場合の断面図である。ここでは、撮像ユニット990と撮像ユニット40との相違点を主として説明する。撮像ユニット990が備える構成要素のうち、撮像ユニット40が備える構成と同様の構成を有する構成要素には同じ符号を付して、その説明を省略する場合がある。
第1フレーム部910は、第1部分301aに対応する第1部分901aと、第1部分301bに対応する第1部分901bとを有する。第1フレーム部910は概して、第1フレーム部210において突部400aより内縁側の部分及び突部400bより内縁側の部分を有しない形状を有する。第1フレーム部910は、内縁部に突部900a及び突部900bを備えた形状を有する。突部400a及び突部400bと同様、突部900a及び突部900bは半抜き加工によって形成される。
突部900aは、上面911aと、上面911aの反対の下面912aと、上面911aと下面912aとの間の側面913aとを有する。下面912aは、実装基板120から離間している。同様に、突部900bは、上面911bと、上面911bの反対の下面912bと、上面911bと下面912bとの間の側面913bとを有する。下面912bは、実装基板120から離間している。
第2フレーム部920は、突部900aの上面911a及び突部900aの下面912aに接して設けられる。第2フレーム部920は、突部900aの側面913aにも接して設けられる。第2フレーム部920は、突部900aの3面を囲うように設けられる。また、第2フレーム部920は、実装基板120に接するように設けられる。このように、第1フレーム部910の第1部分901aの内縁部は、第2フレーム部920で覆われている。
同様に、第2フレーム部920は、突部900bの上面911b及び突部900bの下面912bに接して設けられる。第2フレーム部920は、突部900bの側面913bにも接して設けられる。第2フレーム部920は、突部900bの3面を囲うように設けられる。また、第2フレーム部920は、実装基板120に接するように設けられる。このように、第1フレーム部910の第1部分901bの内縁部は、第2フレーム部920で覆われている。
フレーム940によれば、第2フレーム部920が、突部900aの上面911a、突部900bの下面912a、突部900bの上面911b及び突部900bの下面912bに接して設けられる。このように第2フレーム部920が、突部の上面及び下面の両面に接して設けられるので、例えば第1フレーム部910と第2フレーム部920との間で膨張率の差によって生じる応力を低減できる。また、第1フレーム部910と第2フレーム部920とをより強く固定することができる。また、第1フレーム部210の反りをより抑制できる。また、第2フレーム部920が実装基板120に接しているので、フレーム940と実装基板120との間の接着性を高まる。
また、第3実施例に係るフレーム840と同様、第2フレーム部920が第1フレーム部910の第1部分901aと接しているx軸方向の幅は、フレーム140において第2フレーム部220が第1部分301aと接しているx軸方向の幅より小さい。また、第2フレーム部920が第1フレーム部910の第1部分901bと接しているx軸方向の幅は、フレーム140において第2フレーム部220が第1部分301bと接しているx軸方向の幅より小さい。このため、第2フレーム部920が第1部分901a及び第1部分901bと接しているx軸方向の幅が小さいので、第2フレーム部920が第1フレーム部910に与える応力を低減することができる。そのため、第1フレーム部210の反りをより抑制できる。
なお、突部900a及び突部900bと同様の突部を、他の第1フレーム部910の他の内縁部に沿って設けてもよい。すなわち、第1フレーム部910が有する矩形の内縁部に沿って突部を設けてよい。このように、第1フレーム部910が撮像チップ100を環囲する矩形の内形を形成する4つの内縁部に沿って、撮像チップ100を囲うように突部を設けることで、フレーム940に生じる反りをより抑制できる。
また、第4実施例に係るフレーム940に関連して、突部900a及び突部900b等の突部を半抜き加工で形成する例について説明した。しかし、突部900a及び突部900bと同様に、第2フレーム部920と第1フレーム部910とが接する面に、絞り加工によって突部を形成してもよい。
また、以上に説明したフレーム940において、第2フレーム部920のx軸方向の幅をより大きくした構成を適用してもよい。例えば、第2フレーム部920を、突部900a及び突部900bよりx軸方向に外縁部の方向に広げた構成を適用してもよい。
以上に説明した実施形態において、第1フレーム部210、第1フレーム部710及び第1フレーム部910を形成する材料は金属である。他の実施形態において、第1フレーム部210及び第1フレーム部910等のフレーム部を、樹脂で形成してもよい。
以上の説明においては、レンズユニット20及びカメラボディ30を含むカメラ10を、撮像装置の一例として取り上げて説明した。しかし、撮像装置とは、レンズユニット20を含まなくてよい。例えば、カメラボディ30は撮像装置の一例である。また、撮像装置とは、一眼レフレックスカメラ等のレンズ交換式の撮像装置の他に、レンズ非交換式の撮像装置を含む概念である。また、撮像チップ100は、電子デバイスの一例である。以上に説明したフレーム、実装基板及びカバーガラスに係る各構成の組み合わせは、撮像チップ100に限らず、密封される様々な種類の電子デバイスに適用できる。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
特許請求の範囲、明細書、及び図面中において示した装置、システム、プログラム、及び方法における動作、手順、ステップ、及び段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、及び図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。